Charakteristika inhibičného potenciálu enzýmu CYP3A4 vybraných flavonoidov, časť 1

Kliknite prosímoscar.xiao@wecistanche.comPre viac informácií

Abstrakt:Acacetín, apigenín, chryzín a pinocembrín sú flavonoidné aglykóny, ktoré sa nachádzajú v potravinách, ako je petržlen, med, zeler a harmančekový čaj. Flavonoidy môžu pôsobiť ako substráty a inhibítory enzýmu CYP3A4, enzýmu obsahujúceho hém, ktorý je zodpovedný za metabolizmus jednej tretiny liekov na trhu. Cieľom tejto štúdie bolo preskúmať inhibičný účinok vybraných flavonoidov na enzým CYP3A4, kinetiku inhibície, možnú kovalentnú väzbu inhibítora na enzým a či môžu flavonoidy pôsobiť ako pseudoireverzibilné inhibítory. Na stanovenie kinetiky inhibície sa ako markerová reakcia použila oxidácia nifedipínu. Na posúdenie možnej kovalentnej väzby na hem sa použil hemo-chromopyridínový test a na posúdenie reverzibility inhibície sa použila inkubácia s dialýzou. Všetky testované flavonoidy inhibovali aktivitu enzýmu CYP3A4. Chrysin bol najsilnejším inhibítorom∶ IC{{10}}.5±0.6 μM, K;=2.4±1.{{20 }} uM,k; mac =0,07 ±0,01 min-1, kmad/K;=0,03 min-1 μM-1. Chryzín spôsobil najvyššiu redukciu hemu (94,5 ± 0,5 percenta zvyškovej koncentrácie). Žiadny z testovaných flavonoidov nevykazoval pseudoireverzibilnú inhibíciu. Aj keď je inaktivácia enzýmu CYP3A4 spôsobená interakciou s hémom, adukty inhibítor-hém sa nepodarilo zachytiť. Tieto výsledky naznačujú, že flavonoidy majú potenciál inhibovať enzým CYP3A4 a interagovať s inými liekmi a liekmi. Možné interakcie medzi potravinami a liekmi sa však musia posúdiť klinicky.

Ak chcete vedieť viac, kliknite sem

Kľúčové slová: acacetín; apigenín;chrysin; pinocembrín; inhibícia; CYP3A4;flavonoid- interakcia liekov

1. Úvod

Jedlo je priamo spojené s celkovým zdravím a blahobytom ľudí. Flavonoidy sú sekundárne rastlinné metabolity, ktoré sa konzumujú prostredníctvom zeleniny, ovocia, čajov, vína, propolisu, liečivých rastlín atď. Tieto zlúčeniny napomáhajú organoleptickým vlastnostiam potravín (napr. farbe a chuti čaju a vína) a sú zaujímavé pre svoje biologické vlastnosti ovplyvňujúce ľudské zdravie [1,2]. Ako neesenciálne živiny sa im v posledných desaťročiach venuje veľká pozornosť. Všetky flavonoidy majú podobnú molekulárnu štruktúru – fenylbenzo-Y-pyrón (kruhy A, B a C), na ktorý sú naviazané hydroxylové skupiny a tieto hydroxylové skupiny môžu byť metylované a glykozylované [3]. Na základe rôznych autorov a odhadov je v súčasnosti známych 4000 až 8000 flavonoidov, ktoré možno klasifikovať do rôznych podskupín na základe štruktúry kruhu C (ako sú flavany, flavanóny, flavóny a flavonoly)[4]. Spotreba flavonoidov z potravín sa medzi spoločnosťami a krajinami líši, tj Francúzsko má vysokú mieru spotreby (1193 mg/deň) oproti Spojenému kráľovstvu (182 mg/deň)[5,6].

Cistanche môže zlepšiť imunitu

Acacetin je O-metylovaný flavón, o ktorom sa predpokladá, že je spojený s prevenciou srdcových chorôb [7, má protizápalové [8], antiplazmodiálne [9] a antiproliferatívne [10,11] účinky na nádorové bunky in vitro . Apigenín má vo svojej molekulárnej štruktúre hydroxylovú skupinu namiesto metoxyskupiny (obrázok ).prášok z cistanche extraktuApigenín je najviac zastúpený v petržlene – až 45,035 ug/g v sušených rastlinách [12]. Ďalšími potravinovými zdrojmi apigenínu sú harmanček, zeler, viničový špenát, artičoky a oregano [13]. Apigenín vykazuje rôzne biologické účinky, vrátane antioxidačných [14], antihyperglykemických [14 a protizápalových [15] až po antiapoptotické [16]. Chrysin je 5,{13}}dihydroxy-flavón (obrázok 1), diétna fytochemikália, ktorá je hojne prítomná v mede a mnohých rastlinných extraktoch (propolis, mučenka modrá)]17l Chrysin je silný inhibítor aromatázy (cytochróm P{{ 17}}Al enzým)[18], vykazujúci protizápalové [19] a antioxidačné [20] účinky, ako aj schopnosť indukovať apoptózu rakovinových buniek in vitro [17]. Pinocembrín je 5,{25}}dihydroxyflavanón (obrázok 1), ktorý možno nájsť najmä v ovocí, zelenine, orechoch, semenách, mede, bylinkách, korení, kvetoch, čaji a červenom víne [{{28} }].

Celkovo je konzumácia flavonoidov a potravín bohatých na flavonoidy spojená s priaznivými účinkami na ľudské zdravie [21]. Existuje však potenciálne riziko, že flavonoidy môžu spôsobiť interakcie s rôznymi liekmi. Interakcia medzi potravou a liekom je závažným bezpečnostným problémom, ku ktorému dochádza, keď sa farmakologický účinok lieku zmení pôsobením potravy a/alebo potravinových doplnkov, ktoré spôsobujú neočakávané klinické účinky [22]. Liekové interakcie sú zodpovedné za viac ako 30 percent všetkých nežiaducich účinkov liekov [23] a približne 0,57 percenta hospitalizácií v Spojených štátoch amerických [24]. Flavonoidy môžu spôsobiť interakcie s určitými liekmi. Jedným zo spôsobov, ako flavonoidy spôsobujú interakcie, je inhibícia enzýmov zodpovedných za metabolizmus liečiv, ako sú enzýmy cytochrómu P450 (CYP enzýmy), z ktorých najvýznamnejší je enzým CYP3A4.

Enzým CYP3A4 je zodpovedný za metabolizmus 33 percent liekov [25]. Okrem toho sa CYP3A4 podieľa na metabolizme mnohých xenobiotík, z ktorých viaceré môžu pôsobiť ako inhibítory alebo induktory jeho aktivity. Môžu sa vyskytnúť interakcie s inými liekmi používanými v terapii a dokonca aj klinicky významné interakcie [26]. Jednou z významných možných interakcií je napríklad užívanie ľubovníka bodkovaného a perorálnych kontraceptív, kde bola zaznamenaná znížená účinnosť perorálnych kontraceptív a následné tehotenstvá [27]. Preto je veľmi dôležité vedieť, ktoré zlúčeniny môžu inhibovať alebo indukovať aktivitu enzýmu CYP3A4.cistanche džingischánAko už bolo ukázané, akacetín, apigenín, chryzín a pinocembrín môžu spôsobiť štatisticky významnú inhibíciu CYP3A4 v koncentrácii 1 uM, pričom sa ako markerový substrát reziduálnej enzýmovej aktivity používa testosterón [28]. Tieto údaje naznačujú, že flavonoidy majú potenciál spôsobovať interakcie medzi potravinami a liekmi, keď sa používajú potraviny bohaté na flavonoidy (med, propolis) [29]. Keďže CYP3A4 má veľké aktívne miesto, navrhuje sa, aby sa všetky inhibičné testy uskutočňovali s použitím aspoň dvoch markerových substrátov [30].

Cieľom tejto štúdie bolo preskúmať kinetiku inhibície acacetínu, apigenínu, chryzínu a pinocembrínu s použitím nifedipínu ako markerového substrátu aktivity enzýmu CYP3A4. Ďalej bolo cieľom tejto štúdie preskúmať možnú kovalentnú väzbu flavonoidov na hemovú časť CYP3A4, ako aj otestovať ich možnú úlohu pri pseudoireverzibilnej inhibícii.

2. Výsledky

2.1. Kinetika enzýmov

Zo všetkých testovaných flavonoidov bol chryzín najsilnejším inhibítorom CYP3A4 s hodnotou IC50 2,5±0,6uM (obrázok 2). Pinocembrín, acacetín a apigenín mali hodnoty IC50 4,3 ± 1,1, 7,5 ± 2,7 a 8,4 ± 1,1 uM (tabuľka 1).

Hodnoty IC{{0}} závisia od experimentálneho nastavenia; teda bola určená úplná kinetika inhibície pre jednotlivé flavonoidy s použitím rôznych koncentrácií flavonoidov inkubovaných počas rôznych časových období (pozri nižšie). Chrysin tiež vykazoval najnižšiu inhibičnú konštantu – K; hodnotu. Inhibičné konštanty jednotlivých flavonoidov sa testovali s použitím nifedipínu ako markerového substrátu a pre acacetín, apigenín, chryzín a pinocembrín sa použili nasledujúce K; hodnoty boli stanovené∶12,1±5,6,20,2±12,7,2,4±1.0, respektíve 5,1±1,6 μM. Zodpovedajúce konštanty rýchlosti inaktivácie boli: 0,10 ± 0.02 min-1, 0,11± {{34 }}.04 min-1, 0,07 ± 0,01 min-1 a 0,04 ± 0,01 min-1. Účinnosť inaktivácie bola stanovená pre každý flavonoid ako pomer rýchlostnej konštanty inaktivácie a konštanty inhibície. Zo všetkých testovaných flavonoidov mal najvyššiu inhibičnú účinnosť chryzín, ktorá bola 0,029 min-1 μM-1 （Tabuľka 1）.

2.2. Hemochróm-pyridínový test

Na stanovenie kovalentnej väzby reaktívnych medziproduktov na protoporfyrínovú časť hemu sa používa hemochróm pyridínový test. Za redukovaných, zásaditých podmienok, železo tvorí komplex s pyridínom. Absorpčné maximá komplexu boli pozorované pri 531 nm a 570 nm. Inkubácie obsahujúce flavonoidy ako inhibítory (acacetín, apigenín, chryzín a pinocembrín) ukázali pokles koncentrácie hemu (obrázok 3). Testy sa potom potvrdili ďalšou inkubáciou s katalázou (CAT) a superoxiddismutázou (SOD), aby sa zabránilo možnej deštrukcii hemu reaktívnymi formami kyslíka vytvorenými v neproduktívnych cykloch cytochrómu P450. Potvrdilo sa aj zníženie koncentrácie hemu (obrázok 3). Inkubácia s acacetínom znížila hem o 51,12 percenta, apigenín o 54,95 percenta, chryzín o 94,5 percenta a pinocembrín o 74,73 percenta.

Všetky flavonoidy znížili koncentráciu hemu v teste s pridaním SOD a CAT a bez neho. Zvyšková koncentrácia hemu po inkubácii s acecetínom bola 48,88 percent a pri opätovnom testovaní s pridaním SOD a CAT bola 63,33 percent. Zvyšková koncentrácia hemu po inkubácii s apigenínom bola 45,05 percenta a pri opakovanom testovaní s prídavkom SOD a CAT bola 55,11 percenta. Zvyšková koncentrácia hemu po inkubácii s chryzínom bola 2,9 percenta, zatiaľ čo po inkubácii s prídavkom SOD a CAT bola 5,5 percenta. Druhé najväčšie zníženie koncentrácie hemu bolo pozorované pri inkubáciách s pinocembrínom, ktoré boli na 25,3 percenta a 35,5 percenta, bez a s pridaním SOD a CAT, v danom poradí (tabuľka 2).

Tieto výsledky naznačujú, že inaktivácia enzýmu cytochrómu P450 3A4 sa dosiahne tvorbou aduktu reaktívneho flavonoidového medziproduktu s hémovou časťou enzýmu. Keďže výsledky boli potvrdené s použitím CAT a SOD, možno dospieť k záveru, že deštrukcia hemu nebola spôsobená reaktívnymi formami kyslíka generovanými v neproduktívnych cykloch cytochrómu P450.

2.3. Test pseudoireverzibilnej inhibície

V teste pseudoireverzibilnej inhibície boli vzorky inkubované s flavonoidmi a ošetrené oxidačným činidlom, potom boli podrobené dialýze. V prípade pseudoireverzibilnej inhibície sa má aktivita enzýmu obnoviť. Pri inkubáciách so všetkými testovanými flavonoidmi došlo k významnej inhibícii aktivity enzýmu po dialýze s a bez ošetrenia oxidantom (obrázok 4). Vo všetkých prípadoch bol rozdiel v zvyškovej enzýmovej aktivite medzi vzorkou flavonoidov a vzorkou hexakyanoželezitanu draselného štatisticky nevýznamný (p menšie alebo rovné 0,05).

Tento článok je extrahovaný z Molecules 2021, 26, 3018. https://doi.org/10.3390/molecules26103018 https://www.mdpi.com/journal/molecules